Una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles como agua y aceite. Las emulsiones constan de dos fases, una dispersa y otra dispersante, separadas por una interfase. Las emulsiones normales son termodinámicamente inestables y requieren agitación para mantenerse. La estabilidad de una emulsión depende de factores como la tensión interfacial, la gravedad, las cargas eléctricas de las partículas y la temperatura.

1. EMULSIONES

2. DEFINICIÓN.
 Una emulsión es una mezcla
de dos o más líquidos que
normalmente son inmiscibles.
 Pertenecen a una clase más
general de sistemas de dos o
más componentes llamados
coloides.
 Usar uno y otro término de
manera indistinta no es
correcto: una emulsión es un
colide, al igual que un sol, un
aerosol, un gel, etc.

3. COMPONENTES DE UNA EMULSIÓN.
 Las emulsiones constan
esencialmente de dos fases: la
fase dispersa, interna o
discontínua y la fase
dispersante, externa o
contínua. La frontera entre
ellas se denomina interfase.

4. TERMODINÁMICA DE UNA EMULSIÓN.
 Las emulsiones normales son
termodinámicamente
inestables, esto es, luego de
un cierto tiempo tenderán sus
fases a separarse.
 Para mantener una emulsión
será necesario batir, agitar o
someter a la acción del
ultrasonido.

5. EXCEPCIONES A LA REGLA.
 Las llamadas microemulsiones (con un tamaño de partícula de la
fase dispersa menor a 0.1 mm) son termodinámicamente estables,
mientras que las nanoemulsiones (aquí con 20 – 500 nm) son
cinéticamente estables. Son transparentes. Los intervalos de
tamaño de partícula varían de autor a autor.

6. TIPOS DE EMULSIONES.
 Simples: hidrófilas-lipófilas (H/L) o
lipófilas-hidrófilas (L/H). Las fases
se representan también con las
letras W-O (de water y oil), pero
para algunos autores esta opción no
es de su agrado.
 Triples: constituidas por una fase
grasa, una fase acuosa y una fase
sólida, o bien una que sea a la vez
hidrófila y lipófila.
 Múltiples: L/H/L o H/L/H.
 Microemulsiones.
 Nanoemulsiones

7. FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD.
 La tensión interfacial tiende a
disminuir la superficie de
separación, lo que induce la
agregación de partículas. En este
fenómeno, llamado coalescencia
(irreversible) las partículas
dispersas se engrosan cada vez más
hasta producir la separación de las
fases.
 Para contrarrestar este fenómeno se
emplean tensoactivos que se
orientan hacia la interfase y que
establecen uniones entre ambas
fases.

8. FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD.
 Otro factor es la gravedad, que tiende a
hacer migrar las partículas. La
velocidad de migración obedece
teóricamente la ley de Stokes.
 Se habla de un cremado si las
partículas dispersas migran hacia
arriba; si lo hacen hacia abajo el
proceso se denomina sedimentción.
 Para evitar este fenómeno en el que no
se afecta el tamaño de las partículas
dispersas se puede optar por disminuir
el tamaño de éstas, elegir fases de
densidad similar y aumentar la
viscosidad del medio dispersante.
GEORGE GABRIEL STOKES
1819-1903

9.  La velocidad de migración v que siguen las partículas
dispersadas obedece a:
v = r (r1 – r2)/9h
Donde r = radio de las partículas dispersadas, r1 = densidad del
medio dispersante, r2 = densidad del medio dispersado, h =
viscocidad del medio dispersante.
LEY DE STOKES.

10.  El valor del potencial electrocinético o potencial zeta debe ser
suficientemente elevado para mantener a las partículas dispersas
separadas unas de otras. Cuando las cargas son muy numerosas,
la diferencia de potencial con el medio que le rodea es importante
y las partículas se repelen entre sí.
 Cuando las cargas están total o parcialmente neutralizadas, las
partículas dispersas se agrupan. Éste es el fenómeno de
floculación.
 La floculación es teóricamente reversible por agitación, pero
habla de una estabiulidad precaria.
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD.

11.  El efecto de la temperatura para la formación y estabilidad de las
emulsiones es importante, ya que de ella depende el tipo de
interacciones entre las moléculas presentes (no debe perderse de
vista que mucho de lo que se ha discutido y se discutirá es válido
solo a temperaturas cercanas a 20-25°C).
 La temperatura influye en la solubilidad de todos los compuestos
presentes (aceites, proteínas, polisacáridos, emulsionantes) y sus
interacciones, así como en la viscosidad de la emulsión (entre
otros factores). La temperatura a la cual una emulsión cambia su
fase dispersa a continua (H/L a L/H o viceversa), se denomina
temperatura de inversión de fase y se debe conocer en nuestro
sistema a preparar para evitar llegar a ese punto.
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD.

12.  La difusión molecular o maduración de Ostwald también
influye. En este caso las moléculas de las partículas dispersas
pequeñas progresivamente se van incorporando hacia las
partículas más grandes haciéndolas aún mayores, lo que
origina un aumento de la viscocidad. Una elevada viscosidad
evidentemente está asociada a una mala dispersión del
componente de la fase dispersa.
FACTORES QUE AFECTAN LA ESTABILIDAD.

13.  Fase lipófila: es la que condiciona
con más frecuencia las carácterísticas
del producto acabado. La elección de
los componentes estará basada en
términos de la viscosidad (en función
a su vez del porcentaje de cada uno
de los ingredientes), el carácter graso
y la penetración cutánea deseados.
 Fase hidrófila: está constituida
principalmente por agua. Sales,
glicerol, propilenglicolazúcares, urea
y ácido láctico y sorbitol influyen en
la actividad del agua.
¿CÓMO FORMULAR UNA EMULSIÓN?

14.  Existen muchas
opciones, pero debe
tenerse en cuenta que el
emulsificante debe
sersoluble en la fase
externa.
 En las formulaciones
cosméticas se reconocen
cuatro grupos, a saber:
emulgentes no iónicos,
emulgentes gelificantes,
bases autoemulsionables
y emulgentes iónicos.
EMULSIONANTES O EMULGENTES.

15.  Un ejemplo es el estearato
de trietanolamonio, un
emulsionante iónico
presente en algunas
preparaciones
dermofarmacéuticas y en
algunos productos de
maquillaje.
EMULSIONANTES O EMULGENTES.

16.  En la siguiente tabla se dan las proporciones alrededor de las
cuales se preparan las diferentes emulsiones utilizadas en la
industria cosmética (leche = fluidas; crema = consistente).
COMPOSICIÓN DE UNA EMULSIÓN.
Fase
grasa
Emulgente
Fase
acuosa
Emulsión L/H (leche) 8 - 20 % 3 – 5 % cbp 100 g
Emulsión L/H (crema) 15 – 30 % 5 % cbp 100 g
Emulsión H/L (leche) 30 – 40 % 8 – 10 % cbp 100 g
Emulsión H/L(leche) 25 – 30 % 8 – 10 % cbp 100 g

17. EMULSIONES ESPECIALES.
 Sin agua.
 Agua en silicón.
 Oil free.
 HIPRE.
 Catiónicas.
 Transparentes.
 Sólidas
 Sin tensoactivo.
 Para spray.
 Introducción a la dermofarmacia y a la
cosmetología.
MARIE-CLAUDE MARTINI
Editorial Acribia, S. A.
Zaragoza, España, 2005. p. 334.
TT957 M3718 2005

18. ¿CÓMO PREPARAR UNA EMULSIÓN SIMPLE?.
 Calienta la mezcla de los emulsionantes con la fase grasa y
mezclarlos perfectamente: a 70 ºC para las L/H y a 90 ºC las H/L
hasta conseguir su perfecta fusión.
 La fase acuosa se calinta a la misma temperatura.
 Se mezclan rápidamente (salvo cuando el emulgente es una base
autoemulsionable) ambas fases. Se obtiene una emulsión directa
en el caso de las emulsiones de agua en aceite (H/L) y una
emulsificación por inversión de fase en el caso de las emulsiones
de aceite en agua (L/H).
 El enfriamiento se hace con agitación lenta. Algunos protocolos
exigen una lento y cuidadoso enfriamiento.
 Los activos termolábiles se introducen a los 40 ªC o menos, los
perfumes a 30 ªC.

19. PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.
 El balance o equilibrio hidrófilo-lipofílico HLB, de un
tensoactivo es una medida del grado en el que su molécula es
hidrofílica o lipofílica Se determina tomando en cuenta las
diferentes “regiones” de una molécula siguiendo los criterios
establecidos por como describe Griffin en 1949 y 1954.

20.  Griffin ideó una escala
arbitraria de valores para
clasificar a los tensoactivos
como lipofílicos, con valores
de HLB bajos (de 1-9), e
hidrofílicos, con valores de
HLB altos (10-18). Dentro de
estos grupos se encuentran
otros subgrupos debido a sus
propiedades físico-químicas.
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.

21.  El método de Griffin para tensioactivos no iónicos hace uso de
la siguiente ecuación:
HLB = 20 * Mh /M
Donde Mh es la masa molar de la parte hidrófila de la
molécula y M la masa molar de toda la molécula, dando un
resultado en una escala de 0 a 20. Un valor de HLB de 0
corresponde a una molécula completamente hidrofóbica y un
valor de 20 a una molécula completamente hidrofílica.
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.

22.  El valor HLB se puede utilizar para predecir las propiedades
tensoactivas de una molécula: si es menor a 10 será soluble en
lípidos, y si es mayor a 10 será soluble en agua.
 Otra interpretación de los resultados, ésta en términos de sus
propiedades fisicoquímicas, es la siguiente: de 1.5 a 3 se
considera un agente antiespumante; de 3 a 6 un emulsionante
para preparaciones de agua en aceite (H/L o W/O); de 7 a 9: un
humectante; de 13 a 15 un detergente; de 12 a 16: un
emulsionante para preparaciones de aceite en aguae (L/W u
O/W); finalmente, de 15 a 18 es un solubilizante o hidrótropo.
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.

23.  Posteriormente J. T. Davies propone un método basado para el
valor de HLB basado en los grupos funcionales de la molécula.
La ventaja de este método es que toma en cuenta el efecto de
grupos en función de su tendencia hidrofílica. Aquí se usa:
HLB = S mh* Hh – S nl* Hl + 7
 mh = número de grupos hidrófilos en la molécula
 Hh = valor de los grupos hidrófilos
 mh = número de grupos lipófilos en la molécula
 Hh = valor de los grupos lipófilos
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.

24.  Valores para el método de Davies.
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.
Grupos hidrofílicos Valor del grupo hidrofílico
-OSO3Na 38.7
-CO2K 21.1
-CO2Na 9.4
-NR3
+ 9.4
Éster (anillo de sorbitano) 6.8
Éster (libre) 2.4
-CO2H 2.1
-OH 1.9
-O- (éter) 1.3
-OH (anillo de sorbitano) 0.5

25.  Valores para el método de Davies.
PARÁMETRO HLB PARA UN TENSOACTIVO.
Grupos lipofílico Valor del grupo lipofílico
-CH3, metilo, carbono primario -0.475
-CH2-, metileno, carbono secundario -0.475
-CH=, netino, carbono terciario -0.475
=C=, carbono cuaternario -0.475

26.  Ácido oleico: 1.
 Triestearato de sorbitano: 2.1.
VALORES DE HLB PARA ALGUNOS
TENSOACTIVOS.

27.  Monoestearato de sorbitano: 4.7.
 Monolaurato de sorbitano: 8.6.
VALORES DE HLB PARA ALGUNOS
TENSOACTIVOS.

28.  Polisorbato 65: 10.5.
 Polisorbato 80: 15.
VALORES DE HLB PARA ALGUNOS
TENSOACTIVOS.

29.  Polisorbato 20: 16.7.
 Lauril sulfato de sodio: 40.
VALORES DE HLB PARA ALGUNOS
TENSOACTIVOS.